第一章 机械工程材料与金属学基本知识 1
第一节 机械工程材料的分类 1
一、金属材料 1
二、高分子材料 1
三、陶瓷材料 2
四、复合材料 2
五、新材料的发展趋势 2
第二节 机械工程材料的性能 2
一、机械工程材料的力学性能 2
二、材料的物理和化学性能 8
三、材料的工艺性能 9
第三节 金属的结构与结晶 9
一、金属的晶体结构 9
二、金属的实际结构与晶体缺陷 11
三、金属的结晶 14
四、金属的同素异构转变 16
五、金属铸锭 17
第四节 合金的相结构与二元合金相图 18
一、合金的相结构 18
二、二元合金相图 19
第五节 铁碳合金 22
一、铁碳合金中的基本相与基本组织 22
二、Fe-Fe3C相图 23
三、碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响 30
四、铁碳合金相图的应用 31
第六节 金属的塑性变形和再结晶 31
一、金属的塑性变形 31
二、塑性变形对金属组织和性能的影响 33
三、回复与再结晶 35
四、金属的热加工 37
第二章 钢的热处理 39
第一节 概述 39
一、热处理及其作用 39
二、钢的临界温度 39
第二节 钢在加热时的组织转变 40
一、奥氏体的形成 40
二、奥氏体的晶粒大小及其影响因素 41
第三节 钢在冷却时的组织转变 42
一、过冷奥氏体等温转变图 42
二、过冷奥氏体等温转变产物的组织与性能 44
三、影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素 46
四、过冷奥氏体的连续冷却转变 47
第四节 钢的退火与正火 48
一、退火 48
二、正火 50
三、退火与正火的选择 50
第五节 钢的淬火 51
一、淬火的基本概念及目的 51
二、淬火加热温度的选择 51
三、淬火冷却介质 52
四、常用淬火方法 52
五、钢的淬透性 53
六、淬火缺陷 55
第六节 钢的回火 56
一、回火的基本概念及目的 56
二、淬火钢在回火时的组织及性能的变化 56
三、回火的分类及应用 57
四、回火脆性 58
第七节 钢的表面淬火 58
一、感应加热表面淬火 58
二、火焰加热表面淬火 59
第八节 钢的化学热处理 60
一、化学热处理的目的与基本过程 60
二、渗碳 60
三、渗氮 61
四、碳氮共渗 61
五、其他化学热处理方法 61
第九节 热处理零件的技术要求 62
一、热处理技术条件及其标注 62
二、热处理工艺位置的安排 62
第十节 热处理新技术 63
一、可控气氛热处理 63
二、真空热处理 63
三、离子渗扩热处理 65
四、形变热处理 65
五、激光表面改性技术 66
六、离子注入 66
七、气相沉积技术 67
八、计算机在热处理技术中的应用 67
第三章 金属材料 69
第一节 碳素钢 69
一、碳素钢中常存杂质对其性能的影响 69
二、碳素钢的分类 69
三、碳素钢的牌号及主要用途 70
第二节 合金钢 73
一、合金元素在钢中的作用 73
二、合金钢的分类及牌号 75
三、合金结构钢 76
四、合金工具钢 83
五、特殊性能钢 89
第三节 铸铁 92
一、铸铁的分类 92
二、铸铁的石墨化过程及影响因素 93
三、灰铸铁 94
四、可锻铸铁 96
五、球墨铸铁 97
六、蠕墨铸铁 100
七、合金铸铁 100
第四节 非铁金属及其合金 101
一、铝及铝合金 101
二、铜及铜合金 105
三、钛及钛合金 107
四、镁及镁合金 108
五、轴承合金 108
第五节 粉末冶金材料 110
一、粉末冶金机器零件材料 110
二、粉末冶金工具材料 111
第四章 非金属材料与新型功能材料 113
第一节 高分子材料 113
一、高分子材料基础知识 113
二、工程塑料 113
三、工业橡胶 114
第二节 陶瓷材料 116
一、陶瓷的性能 116
二、陶瓷的分类及应用 116
第三节 复合材料 117
一、复合材料的基本概念 117
二、复合材料的命名 117
三、复合材料的分类 117
四、复合材料的性能 118
五、复合材料的应用 118
第四节 新型功能材料 119
一、纳米材料 119
二、功能梯度材料 121
三、形状记忆合金 121
四、阻尼合金 122
五、非晶态合金 123
六、超导材料 124
第五章 铸造成形 126
第一节 概述 126
第二节 砂型铸造 126
一、砂型铸造生产过程 126
二、造型材料 127
三、铸型的组成 127
四、造型方法 127
五、砂型铸造工艺方案的选择 129
六、浇注系统 130
七、冒口和冷铁 131
八、铸件的浇注、落砂和清理 132
第三节 特种铸造 132
一、熔模铸造 132
二、金属型铸造 133
三、压力铸造 134
四、离心铸造 134
五、消失模铸造 135
六、半固态金属铸造 136
第四节 快速成形技术（RPT）及其应用 137
一、激光立体光刻成形技术（SLA） 137
二、分层叠纸制造成形工艺（LOM） 137
三、激光粉末选区烧结成形技术（SLS） 138
四、熔丝沉积成形工艺（FDM） 138
五、直接制壳生产铸件的工艺（DSPC） 139
第六章 锻压成形 140
第一节 概述 140
第二节 锻造加热和冷却 140
一、锻造加热设备 140
二、锻造温度范围 141
三、锻件冷却 141
四、锻后热处理 141
第三节 自由锻 142
一、自由锻设备 142
二、自由锻基本工序 142
第四节 模锻 144
一、胎模锻 144
二、锤上模锻 145
第五节 板料冲压 145
一、板料冲压的特点及应用 145
二、冲压设备及冲模 145
三、板料冲压的基本工序 146
第六节 其他锻压加工方法 147
一、精密模锻 147
二、超塑性模锻 147
三、高速锤锻造 147
四、冷锻 148
五、辊锻和楔横轧 148
六、摆动碾压 148
七、粉末锻造 149
八、液态模锻 149
第七章 焊接成形 150
第一节 概述 150
第二节 焊条电弧焊 151
一、焊条电弧焊基础知识 151
二、焊条电弧焊的设备 151
三、电焊条 152
四、焊条电弧焊操作技术 153
五、焊条电弧焊焊接工艺 154
第三节 气焊与气割 155
一、气焊 155
二、气割 156
第四节 其他焊接工艺方法 157
一、气体保护焊 157
二、埋弧自动焊 159
三、电阻焊 160
四、电子束焊 160
五、激光焊 161
六、钎焊 161
第八章 非金属材料成形 163
第一节 概述 163
第二节 工程塑料的成形 163
一、注射成形 163
二、挤出成形 164
三、压制成形 164
四、吹塑成形 164
五、压延成形 165
第三节 橡胶材料的成形 165
一、压制成形 165
二、传递成形 165
三、注压成形 166
第四节 陶瓷材料的成形 166
一、可塑性成形 166
二、注浆成形 167
三、压制成形 167
第五节 复合材料的成形 167
一、树脂基复合材料成形方法 168
二、金属基复合材料的成形方法 169
三、陶瓷基复合材料的成形方法 169
第九章 金属切削加工基础知识 170
第一节 金属切削加工概述 170
一、切削运动 170
二、切削加工工件上形成的表面 170
第二节 刀具几何形状 171
一、车刀的组成 171
二、确定车刀切削角度的辅助平面 171
三、车刀的主要角度和作用 172
第三节 刀具材料 172
一、刀具切削部分材料的要求 172
二、常用的刀具材料 173
第四节 金属的切削过程 175
一、切屑的形成 175
二、切削力 176
三、影响切削力的因素 177
第五节 刀具的磨损与寿命 178
一、刀具的磨损类型 178
二、刀具磨损的原因 179
三、刀具磨损过程 179
四、刀具耐用度定义 180
五、影响刀具耐用度的因素和合理的耐用度 180
第六节 切削用量的合理选择 180
一、切削用量三要素 180
二、选择切削用量的基本原则 181
三、切削用量的选择方法 182
第七节 切削热和切削液 182
一、切削热的产生和传导 182
二、切削热对工件、刀具和切削过程的影响 183
三、切削液 183
第八节 工件材料的切削加工性 185
第九节 常用量具 185
一、游标卡尺 186
二、千分尺 186
三、游标高度尺 187
四、百分表 187
五、万能游标量角器 188
六、块规 188
七、塞规和卡规 188
第十章 表面加工方法 190
第一节 外圆表面加工 190
一、车外圆 190
二、磨外圆 193
第二节 内圆表面加工 195
一、钻孔 195
二、铰孔 197
三、镗孔 197
四、拉孔 198
五、磨孔 199
六、孔的光整加工 200
第三节 平面加工 202
一、平面铣削 203
二、平面刨削 205
三、平面磨削 206
四、刮研平面 207
第四节 螺纹加工 207
一、攻螺纹和套螺纹 207
二、车螺纹 208
三、铣螺纹 208
四、滚压螺纹 208
五、磨螺纹 209
第五节 齿轮加工 209
一、铣齿 210
二、插齿和滚齿 210
三、齿面精加工 213
第十一章 数控加工技术 216
第一节 数控机床的组成与分类 216
一、数控机床的组成 216
二、数控系统的分类 218
第二节 数控编程基础 220
一、基本工作过程 220
二、数控机床坐标系与工件坐标系 220
三、程序的结构与格式 221
四、数控机床的基本功能指令 222
第三节 数控加工工艺 226
一、加工方法的确定 226
二、加工工序的划分 226
三、工件的安装与夹具的选择 227
四、刀具的选择及加工路线的确定 227
第四节 特种加工 228
一、数控电火花加工 229
二、电解加工 234
三、激光加工 237
四、超声加工 238
第五节 现代制造技术 240
一、概述 240
二、CAD/CAM/CAPP 241
三、工业机器人 241
四、柔性制造系统 242
五、计算机集成制造系统（CIMS） 243
第十二章 机械零件的选材与加工工艺 245
第一节 机械零件的选材方法 245
一、机械零件选材的一般原则 245
二、机械零件选材的基本步骤 247
第二节 工艺规程的制定步骤与方法 247
一、机械零件的图样及工艺分析 247
二、机械零件的毛坯选择 247
三、拟定工艺过程 248
四、工序设计 249
五、填写工艺文件 250
第三节 典型机械零件的选材及工艺分析 251
一、汽车、拖拉机的齿轮 251
二、机床主轴 253
三、机架和箱体类零件 256
参考文献 260